درس در یك نگاه:

دانش آموزان با انجام فعالیت های مختلف با منابع اصلی تامین انرژی مورد نیاز انسان مانند سوخت ها، آب جاری و باد آشنا می شوند. خورشید را به عنوان یك منبع مهم تامین انرژی می شناسند و به اهمیت صرفه جویی در منابع انرژی و استفاده درست از آن پی می برند.

آن چه دانش آموزان در مورد «منابع انرژی» می دانند:

سال اول:خورشید منبع بزرگ گرما و نور است.

سال دوم: -

سال سوم: برای انجام كارها انرژی لازم است؛ انرژی به شكل های مختلف مانند انرژی گرمایی، حركتی، نورانی،‌الكتریكی و صوتی وجود دارد؛ انرژی ها به یك دیگر تبدیل می شوند.

هدف ها: انتظار می رود در فرآیند آموزش این درس هر دانش آموز به هدف های زیر برسد:

مهارت ها ، دانستنی ها

1- بعضی از منابع اصلی انرژی را با ذكر مثال نام ببرد.

2- موارد مختلف استفاده از انرژی خورشیدی را با ذكر مثال بیان كند.

3- چرخ آبی، چرخ بادی و آب گرم كن خورشیدی بسازد. (كاربرد ابزار)

4- برای استفاده از منابع اصلی انرژی مثل آب و باد مثال بزند.

5- برای استفاده از انرژی باد یا آب وسیله ای طراحی كند.

6- منابع مختلف انرژی را با هم مقایسه كند و مزایا و معایب هر كدام را بیان كند.

نگرش ها

1- نسبت به صرفه جویی در منابع انرژی و استفاده ی درست از آن علاقه مند شود.

2- ضوابط كار گروهی را رعایت كند.

3- در حفاظت از محیط زیست بكوشد.

دانستنی های برای معلم

منابع انرژی

از منابع مهم انرژی سوخت ها هستند، انسان بیش تر انرژی مورد نیاز خود را از سوزاندن سوخت های فسیلی مثل زغال سنگ نفت و گاز طبیعی به دست می آورد. این سوخت ها میلیون ها سال قبل، از بقایای گیاهان و جانورانی كه مرده اند یا از بین رفته اند به وجود آمده اند. در هر ساعت تقریباً 1000000تن از سوخت های فسیلی سوزانده می شود كه جایگزین كردن این مقدار میلیون ها سال طول می كشد. مشكل دیگر این سوخت ها این است كه آلوده كننده محیط زیست هستند و با سوزاندن آن ها گازهای سمی به اتمسفر و یا جو زمین راه می یابند و سپس به صورت باران اسیدی بر زمین می ریزند و مناطق وسیعی از جنگل ها و دریاها را آلوده می كنند. بعضی از این گازها در اثر گلخانه ای نیز نقش دارند و موجب افزایش گرمای جو می شوند.

اثر گلخانه ای: با انباشته شدن دی اكسید كربن یا گاز كربنیك در جو زمین كه عمدتاً حاصل فعالیت های روز افزون صنعتی شدن و سوزاندن انواع سوخت هاست، گرما نمی تواند از سطح زمین خارج شود و دما بالا می رود. در گلخانه نیز پوشش شیشه ای همین اثر را دارد و با جلوگیری از خروج گرما فضای داخل را گرم نگه می دارد، به این ترتیب به بعضی گازهایی را كه در اثر سوزاندن سوخت های فسیلی در هوا آزاد می شوند، گازهای گلخانه ای می نامند، زیرا آن ها از خروج گرمای خورشید جلوگیری می كنند. در شرایط عادی بخش عمده انرژی ای كه از خورشید به زمین می رسد دوباره به فضا باز می گردد. دانشمندان نگران آن هستند كه با افزایش مقدار دی اكسید كربن در اتمسفر و افزایش تدریجی دمای زمین یخ های قطبی ذوب شوند و مناطق وسیعی از خشكی زیر آب برود. به این دلیل به دنبال آن منابع انرژی هستند كه آلوده كننده نیستند و تجدیدپذیرند، مثل انرژی باد و یا آب.

انرژی باد: در گذشته از انرژی باد برای به حركت درآوردن قایق ها و كشتی ها و آسیاب كردن استفاده می شده است و امروزه در بسیاری از نقاط جهان از انرژی باد برای تولید برق استفاده می شود. در این روش هیچ نوع آلودگی به وجود نمی آید و محیط زیست صدمه نمی بیند.

انرژی آب: زمین را آب فرا گرفته ، آب اقیانوس ها و رودها دائماً در جریان است. امواج جریان های دریایی، جزر و مدها رودهای خروشان و آبشارها همگی انرژی جنبشی یا حركتی فراوانی دارند. این انرژی منبعی مناسب برای تولید الكتریسیته است. هر چه بیشتر بتوانیم از انرژی آب استفاده كنیم نیازمان به منابع موجود انرژی نظیر سوخت های فسیلی كاهش می یابد.

جریان آب یكی از قدیمی ترین منابع انرژی است چرخ آبی احتمالاً حدود صد سال قبل از میلاد مسیح و در یونان مورد استفاده قرار گرفت، در قرون وسطی در سراسر اروپا و آسیا از چرخ های آبی برای آسیاب غلات، به كار انداختن دَم و پتك آهنگری ها و آبیاری مزارع استفاده می شد. آسیاب های جزر و مدی كه در دهانه رودها یا خلیج های باریك ساخته می شدند نیز موارد استفاده مشابهی داشتند.

چرخ های آبی منبع انرژی اصلی انقلاب صنعتی بود و ماشین آلات اولین كارخانه ها را به حركت درمی آورد. این كارخانه ها را عمدتاً درحاشیه رودها می ساختند زیرا، آب به عنوان یك منبع انرژی همیشه در دسترس بود. سرانجام با اختراع موتور بخار كه می توانست ماشین آلات بزرگتری را به حركت درآورد، این چرخ ها كنار گذاشته شدند و اكنون انرژی آبی كه آن ها را می چرخاند به هدر می رود.

انرژی جزر و مد: جاذبه یا گرانش خورشید و ماه هر روز زمین را به سوی خود می كشد و همین سبب می شود كه مقادیر زیادی آب در گوشه و كنار دریاهای جهان جابه جا شود. ما این جابه جایی ها یا حركات را جزر و مد می نامیم. حدود 1000 سال قبل برای نخستین بار انرژی جزر و مد مهار شد. هنگام مد آب را پشت یك دریچه نگه می داشتند و پس از جزر یا فرونشستن مد دریچه را باز می كردند تا جریانِ آب ، چرخ آب را به حركت درآورد. نیروگاه های برق جزر و مدی جدید نیز، به همین روش كار می كنند. با فرا رسیدن مد آب در پشت یك بند یا دیوار بزرگ جمع می شود و هنگام جزر آب در پشت یك بند یا دیوار بزرگ جمع می شود و هنگام جزر آب درون توربین ها سرازیر می گردد تا برق تولید شود.

انرژی خورشید: یكی از منابع بزرگ انرژی خورشید است. خورشید منشاء تمام انرژی های موجود در زمین است خورشید انرژی فراوانش را بی وقفه در فضای بیكران پخش می كند.خورشید از گازهای هلیوم و هیدروژن ساخته شده است. هیدروژن طی انفجارهایی عظیم پیوسته به هلیوم تبدیل می شود كه حاصل این فعل و انفعال آزاد شدن مقدار زیادی انرژی است.

انسان هزاران سال است كه از این انرژی در موارد مختلف استفاده می كند. امروزه در پی آن هستند كه انرژی خورشید را جایگزین انرژی حاصل از سوخت های فسیلی كنند و استفاده از انرژی خورشید برای گرم كردن خانه در زمستان، پختن غذا، شیرین كردن آب دریاها و تولید الكتریسیته با استفاده از سلول های خورشیدی بسیار مورد توجه قرار گرفته است و بشر امیدوار است انرژی خورشید را به عنوان یك منبع انرژی سالم جایگزین انرژی سوخت های فسیلی كند.

انرژی هسته ای: انرژی هسته ای بخشی از برق مورد نیاز كشورها را تامین می كند. برای این كار از انرژی ذخیره شده در هسته اتم كه در مركز اتم قرار دارد، استفاده می شود.بعضی از هسته های سنگین را می توان شكافت و به دو جزء سبك تر تبدیل كرد. در این فرآیند كه شكافت هسته ای نامیده می شود. مقدار بسیار زیادی گرما آزاد می شود، كه در نیروگاه های هسته ای از آن برای جوشاندن آب و چرخاندن توربین با بخار آب استفاده می شود. انرژی هسته ای می تواند نیاز انسان را برای صدها و هزاران سال آینده تامین كند. آیا استفاده از آن بی خطر است؟ بسیاری از دانشمندان آن را بی خطر می دانند اما ممكن است حوادثی هم رخ دهد.

نگاهی به آینده انرژی: شكافت هسته ای تنها فرآیند هسته ای نیست كه انرژی بسیار زیادی تولید می كند، با به هم پیوستن هسته های هیدروژن نیز انرژی فراوانی آزاد می شود. این فرآیند «گداخت» یا «جوش هسته» نامیده می شود و همان فرآیندی است كه در خورشید انجام می شود. در كشورهای متعددی تلاش برای ساختن نیروگاه گداخت هسته ای ادامه دارد. انتظار می رود كه در قرن 21 میلادی گداخت هسته ای یك منبع مهم برای تولید برق شود. این فرآیند پس مانده ی خطرناك و تابش فاجعه آمیز ندارد.